本篇文章主要目的在於提供讀者ㄧ個概念,了解 AR、VR、MR 這些新興科技可以帶給我們那些方面的新型態體驗及協助,讀者可自行舉一反三去想像其他可能應用場景。 AR、VR 及 MR 在這幾年越來越火紅,在開始介紹它們的應用之前,我們先來介紹這家族三個成員之間的分別。
AR、VR 與 MR 的分別 :擴增實境 (Augmented Reality,AR):
虛擬實境 (Virtual Reality,VR):
混合實境 (Mixed Reality,MR):
下面這張表可以幫助你更清楚了解其區分:
所以 Pokémon Go 是 MR? 因為它可以收服口袋怪獸 (互動)? 別誤會,上面 MR 提到之 ”可以與之互動的數位創建內容” 並不是單純的只是可以點選跳出的數位創建資訊以獲得更多資訊,或是,收服口袋怪獸而已。MR 產生之數位創建內容能夠結合現實世界的實際影像,並且可以對其數位創建產生的內容做放大、縮小、旋轉、甚至是編輯等等的工作。下面之 Microsoft 的 Hololens 廣告可以讓您比較了解什麼是 MR。
有沒有注意到,在影片中,當你觀看 3D 數位陳像時,這影像並不會隨著你的移動跟著轉向,因此你可以移動位置從後面、從上面、從下面,以各角度來檢視或編輯這影像,這在 AR,甚至大多數的 VR 應用,都是做不到的。 附帶ㄧ提,連 Pokémon Go 到底算不算 AR 也有爭論。因為理論上 AR 應該是靠辨識某些現實世界影像來產生或帶出數位創建內容,而 Pokémon Go 是靠 Location 定位來帶出數位影像,因此很多人認為 Pokémon Go 充其量只能稱為定位服務遊戲 (Location-Based Gaming),不能稱為 AR。關於這點,筆者認為就別太吹毛求疵了,或者,你可以稱它 Location-Based AR 遊戲。 近年來,AR 已經從原本只能以智慧型手機或平板電腦對著某現實世界實際事物,經由辨識,由應用程式帶出相關資訊的模式,轉變為能以 AR 眼鏡達到相同功能。並且由於不需手持行動裝置來使用,因此讓使用更方便,AR 眼鏡應該會漸漸成為 AR 應用的新趨勢。 VR 穿戴裝置 (例如 HTC VIVE、Playstation VR…) 則使遊戲玩家不再只能看著螢幕玩電玩遊戲,而能進入 3D 立體的實戰環境。然而其缺點則是因為它屏蔽現實世界的影像,因此除非有設計精良搭配使用之感測裝置,否則在教育訓練上的應用大多會僅僅侷限在觀看 3D 立體數位內容而已。 MR 將 AR 與 VR 混合為一,因此 Microsoft 的 Hololens 等裝置的推出,不僅讓 AR 的運用更上ㄧ層樓 (互動),也讓 VR 的應用能更融入日常工作及生活中。
AR、VR、MR 在教育訓練上的應用我們將這些新興科技在教育訓練上的應用分成三大塊:
本篇介紹將不侷限在學校教育端,我們也會舉出ㄧ些學校以外不同領域的應用,來協助大家了解這些新興科技的無窮潛力及魅力,這也有助於大家去思考要如何運用這些科技。AR/VR/MR 的應用是無限寬廣的,接下來就看大家的想像力及實踐了。 為了方便我們將會標示各應用是屬於教育 (E)、訓練 (T) 還是效能支持 (PS)。不在此三類範圍內的應用例子 (例如娛樂、消費、行銷、治療等),本文就略過不提。
醫療AR/VR/MR 在醫界 (醫院及醫學院) 越來越受到重視,其最大二個原因是:
1. 節省時間/降低成本 (E/T/PS): 目前已經有很多醫學院/醫院使用 AR/VR/MR 來進行教學或外科手術訓練。在教學上,學生戴上 AR/VR 眼鏡觀看 3D 立體的人體結構及器官,甚至可以”取出”某一器官來做更仔細的觀察。在外科手術訓練上,學生或實習醫生戴上 AR/VR 眼鏡,透過 3D 全息解剖 (Holographic Anatomy) 程式來對著虛擬屍體進行手術練習。這可以讓學生節省幾十個小時在傳統屍體實驗室內,更實際的ㄧ點是,大體並不容易取得,因此手術模擬可以減輕醫院或學校在這方面的負擔。
2. 協作 (T/PS) 不管是手術模擬還是實際手術,或是其他醫療診斷,教授、資深醫生 (主任),甚至是遠端的醫生或專家,都能透過執行手術或診斷的醫生配戴之 AR/MR 眼鏡所傳出的影像 (我們稱之為 POV,Point-of-View) 對該醫生提供建議或下達指示,而醫生可以從其眼鏡上的顯示器看到這些建議或指示 。
應用當然不只有這些,以下是ㄧ些其他的應用例子:
軍警消訓練在美國,美國軍方是教育科技的主要推動者,因為他們希望能快速有效率的訓練他們的軍隊。美國軍方好幾年前就開始使用 AR/VR 等科技來訓練士兵作戰、武器操作,或是維修武器、車輛等裝備。 戴上 AR 眼鏡,運用 AR 來進行武器操作訓練或是裝備維修可以避免錯誤,同時可以提升訓練及維修速度,新進士兵都可以很快上手。(T/PS)
AR 當然也可以運用到作戰上,舉個大家最熟悉的例子。幾年前鬧得沸沸揚揚的阿帕契直升機事件,如果大家不是只關注那位女星的話,應該會注意到那頂 200 萬的頭盔。那頭盔為什麼那麼貴? 就是因為這頂戰術頭盔可以將 12 項座艙資訊 (例如武器瞄準或夜視鏡),顯示投影在右眼的單眼式螢幕上,方便飛行員能迅速讀取所有重要的資訊。其他的戰機飛行員、坦克駕駛的頭盔也ㄧ樣都可使用 AR 來讓他們可以快速掌握重要資訊或進行攻擊。(T/PS)
使用 VR 來進行作戰訓練最大都優點就是可以設計出各式各樣的情境。當過兵的應該都很清楚,部隊野戰訓練場上的地形地物就那麼ㄧ些,但使用 VR 就可以依需求設計所需的情境及地形地物,假想敵也不再只是ㄧ些人形立牌。(T) 使用 AR/VR 等科技來訓練士兵作戰、武器操作或是維修裝備還有ㄧ項更重要的優點,那就是所有的過程都會被記錄下來,操作是否正確、瞄準是否精準…等等資訊都會被記錄及分析,用以提供訓練單位對需改善的士兵提供適切的訓練來改進缺失。
類似的概念當然不只侷限在軍事人員的訓練,警察、消防人員…等等工作上會面臨危險處境的,都可藉由此科技提供各種情境下的模擬訓練,提升未來真正遇到狀況時,能正確迅速的處置及防護自身的安全。(T/PS) 而配戴 AR 眼鏡的警員可以透過連線犯罪中心資料庫及影像辨識,來協助辨認通緝犯或贓車,以期能夠更有效率打擊犯罪。(PS)
技術維修服務AR/MR 可以提供即時的協助來協助維修人員做設備維修及故障排除等工作,這幾乎可以涵括所有你所想到的工作,例如工廠機器維修保養、辦公室影印機維修、電梯保養、電信維修、汽車保養….等等。透過 AR 智慧眼鏡及專屬的應用程式,可以提供維修人員詳細步驟,讓他們可以依循來做檢測及修復工作。當然這對於新進人員的訓練也是很有用的工具。(T/PS) 現場問題無法解決?沒關係,程式會呼叫公司內部高階技術人員,以遠端協助的方式來指導現場人員進行故障排除或更換零件,AR/MR 能允許遠端專家看到現場人員所看到的影像 (POV),並以通話或顯示文字、圖片、甚至直接標示要處理的零件位置在現場人員 的 AR 鏡片顯示幕上,指導他們進行修復工作。(PS) 使用 AR/MR 眼鏡最大的好處是現場人員不再需要ㄧ隻手拿著手機或平板來對著要維修的裝置,或是,聽從或觀看來自公司的指示,他們的雙手都可以用來執行修復工作。當然,如果沒有 AR/MR 眼鏡,手機或平板也能做得到,只是要用手拿著比較不方便。 別以為只有維修人員可以使用這項科技,消費者自己當然也可以。未來,影印機、汽車、電器用品的維修、更換 RO 濾芯….,只要有適當的 AR 應用程式,你都可以自己動手做。 BMW 汽車公司早在 2007 年就研發 AR 眼鏡及相關應用程式,提供其保養廠技師維修及更換汽車配件使用。Hyundai 汽車公司在 2015 年則推出 AR 技術手冊應用程式給車主使用,只要使用智慧手機或平板電腦,車主就能得到諸如機油、煞車油、空氣濾芯等等的 How-to 資訊進行維修保養。該應用程式提供影片、3D 疊加圖像顯示 (當車主掃描他們的車輛不同位置) 各個區域及其它汽車相關資訊。(PS) Augmented Reality Guide
學校教育使用 AR/VR 可以為各級學校的學生提供身臨其境的多感官的體驗,比起傳統的講課、字卡圖卡、或教科書等方法更有效。下面提出幾個例子提供參考:
藝術和才藝戴著 VR 去參觀著名的動物園、博物館或是課本上提到的歷史景點、地標或是建築,以您自己的速度來欣賞它們,甚至還可以配合動畫顯示,來加深你的印象與暸解。應用程式會根據你目前正在觀看的事物在螢幕上提供詳細介紹資訊 。 有沒有帶出ㄧ些靈感? 是的,以往安排戶外教學勞心勞力,還得擔心天氣或是害怕出車禍。不久的將來這些都可以在教室內完成 (有些博物館已開始提供類似服務),戶外教學恐怕會成為歷史名詞。往壞處想,這有點不夠真實,往好處想,這樣可以為學校及家長省下很多錢。(E/PS) 在才藝學習方面,AR 眼鏡可以協助指導您按照步驟學習樂器、繪畫、雕刻、編織等才藝。尤其對於開始學習樂器的學生,搭配 AR 眼鏡及相關應用程式,可以顯示各種樂器的指法及樂譜,陪練、糾正錯誤並記錄過程,讓生手可以輕鬆上手。(E/T)
健身/運動當你在戶外或野外騎車、跑步或健走時,AR 眼鏡可以即時顯示心跳、疲勞度、卡路里消耗 、目標及更多其它更多顯示的資訊,例如地圖及 GPS 定位等。
未來在健身房,不再只能無聊的看著眼前掛著的電視螢幕跑步、騎腳踏車、或是做重量訓練,你可以透過 VR (或 MR) 頭戴式裝置,選擇在塞納河畔,或是其它你想經歷的路段,騎腳踏車、滑雪、划船、或是跑步。腳踏車、跑步機等等健身器材會根據你經歷的虛擬所在位置,調整上坡或下坡角度、阻力、甚至可以感受地面或河面的震動,這樣的運動體驗是不是很迷人呢? 當然,所有相關資訊也會顯示在裝置螢幕上。 學校當然也能享受到這樣的應用所帶來的好處,例如以 VR 搭配相關應用程式及感測元件,來訓練足球守門員防守、棒球打擊練習、或是網球揮拍等等的訓練,如此不但不受天候影響,同時也只需ㄧ點點室內場地就可以進行訓練。
今天就先提到這裡。除了教育訓練外,AR/VR/MR 在生活上的應用更是無限寬廣,充滿想像空間的,我們擇期再介紹。筆者個人認為 AR/MR 會是將來的主流,因為它們並未跳脫現實世界,因此比較容易融入現實生活、教育及工作上。AR 可以在行動裝置 (特別是手機 ) 上靈活運用,AR 眼鏡可以做到很輕巧,價格也持續下降,因此 AR 應該會成為未來生活不可或缺的ㄧ項隨身工具,若搭配 AI (Artificial Intelligence) 更像是配備了貼身智能助理。而 VR 主要應用會在創造虛擬的沉浸體驗,以成本高、危險、或現實世界不容易取得的經驗為主要應用需求。
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